شرکت SMA Solar Technology کارخانه جدید خود با ظرفیت تولید سالانه بیش از ۶۰ گیگاوات را در آلمان افتتاح کرده است؛ مجموعهای که برای تولید تجهیزات نیروگاههای خورشیدی مقیاس بزرگ، سیستمهای ذخیرهسازی انرژی BESS، پروژههای Hybrid و حتی کاربردهای هیدروژن طراحی شده است.
شرکت آلمانی SMA Solar Technology که یکی از تولیدکنندگان شناختهشده تجهیزات تبدیل توان و اینورترهای خورشیدی است، کارخانه جدید خود با نام Gigawatt Factory را در Niestetal در نزدیکی Kassel آلمان به بهرهبرداری رسانده است.
براساس اعلام رسمی SMA، این مجموعه در صورت بهرهبرداری کامل ظرفیت تولید سالانهای بیش از ۶۰ گیگاوات خواهد داشت و تمرکز اصلی آن بر تجهیزات پروژههای Utility-scale و زیرساختهای انرژی با توان بالا است.
کارخانهای ۸۰ میلیون یورویی برای نسل جدید زیرساخت انرژی
کارخانه جدید SMA در زمینی به مساحت حدود ۴۶ هزار مترمربع ساخته شده که حدود ۲۰,۵۰۰ مترمربع آن فضای ساختمانی را تشکیل میدهد. ارزش سرمایهگذاری مرتبط با این پروژه حدود ۸۰ میلیون یورو اعلام شده است. اما اهمیت این کارخانه فقط به ظرفیت ۶۰ گیگاواتی آن محدود نیست.
SMA این مجموعه را برای تولید تجهیزاتی طراحی کرده که در چند بخش مهم تحول انرژی قابل استفاده هستند:
نیروگاههای خورشیدی مقیاس بزرگ، سیستمهای ذخیرهسازی باتری، پروژههای ترکیبی Solar + BESS، هیدروژن، دیتاسنترها و زیرساختهای پیشرفته شبکه برق.
این موضوع نشان میدهد که صنعت اینورتر نیز در حال فاصله گرفتن از مفهوم سنتی «تبدیل برق پنل خورشیدی» و حرکت به سمت سیستمهای پیچیدهتر Power Conversion و Grid Integration است.
چه تجهیزاتی در کارخانه جدید SMA تولید میشوند؟
یکی از خطوط اصلی تولید کارخانه به اینورترهای مرکزی Sunny Central اختصاص دارد. این تجهیزات در محدوده توان تقریبی ۲.۶ تا ۵ مگاوات تولید میشوند و برای نیروگاههای خورشیدی بزرگ طراحی شدهاند.
در کنار آنها، اینورترهای رشتهای Sunny Highpower Peak3 با توان حداکثر حدود ۱۸۰ کیلووات نیز در این مجموعه تولید میشوند.
Sunny Central Flex؛ فراتر از یک اینورتر معمولی
اما یکی از مهمترین محصولات کارخانه، سیستم Sunny Central Flex است. Sunny Central Flex یک راهکار ماژولار تبدیل توان است که تجهیزات اصلی آن در یک کانتینر ۴۰ فوتی یکپارچه میشوند.
این سیستم میتواند چند عملکرد را در یک پلتفرم ترکیب کند: تبدیل DC به AC، تبدیل DC به DC، ترانسفورماتور ولتاژ متوسط و تجهیزات سوئیچینگ.
براساس مشخصات منتشرشده، این سیستم میتواند تا ۷.۳۶ مگاوات ظرفیت تبدیل DC به AC و تا ۶ مگاوات ظرفیت تبدیل DC به DC ارائه کند. SMA در طراحی این محصول از نیمههادیهای Silicon Carbide یا SiC نیز استفاده کرده است؛ فناوریای که میتواند به کاهش تلفات و افزایش راندمان تجهیزات الکترونیک قدرت کمک کند.
این نوع معماری برای پروژههایی که تنها یک نیروگاه PV ساده نیستند اهمیت بیشتری پیدا میکند. برای مثال، در یک پروژه Solar + BESS ممکن است نیاز باشد همزمان جریان انرژی بین آرایه خورشیدی، باتری، شبکه و بخش AC مدیریت شود. وجود قابلیتهای DC-DC و DC-AC در یک معماری ماژولار میتواند طراحی چنین پروژههایی را انعطافپذیرتر کند.
از خورشیدی و BESS تا هیدروژن
یکی از نکات قابلتوجه کارخانه جدید SMA، گستردگی کاربرد تجهیزاتی است که قرار است در آن تولید شوند. Sunny Central Flex برای کاربردهای زیر طراحی شده است:
- نیروگاههای خورشیدی Utility-scale
- سیستمهای ذخیرهسازی انرژی BESS
- پروژههای Hybrid Solar + Storage
- تولید هیدروژن با الکترولایزر
- کاربردهای Grid-Forming
این ترکیب نشان میدهد که مرز بین اینورتر خورشیدی و Power Conversion System در پروژههای جدید انرژی در حال تغییر است.
در یک پروژه BESS، PCS وظیفه تبدیل و کنترل جریان توان بین باتری و شبکه را بر عهده دارد. در پروژه هیدروژن نیز تجهیزات Power Conversion باید برق مورد نیاز الکترولایزر را با مشخصات مناسب تأمین کنند. به همین دلیل، تولیدکنندگان تجهیزات قدرت بهتدریج محصولات خود را برای چند نوع زیرساخت انرژی بهصورت مشترک توسعه میدهند.
Grid-Forming؛ یکی از کاربردهای مهم کارخانه جدید
یکی دیگر از نکات مهم، پشتیبانی تجهیزات جدید SMA از کاربردهای Grid-Forming است. در شبکههایی که سهم نیروگاههای خورشیدی، بادی و BESS افزایش پیدا میکند، رفتار اینورترها نسبت به شبکه اهمیت بیشتری پیدا میکند.
اینورترهای سنتی Grid-Following معمولاً ولتاژ و فرکانس موجود شبکه را دنبال میکنند، اما فناوری Grid-Forming میتواند نقش فعالتری در ایجاد و حفظ مرجع ولتاژ و فرکانس داشته باشد.
این قابلیت بهخصوص در شبکههایی با سهم بالای منابع مبتنی بر اینورتر و تعداد کمتر ژنراتورهای سنکرون اهمیت پیدا میکند. به همین دلیل، سرمایهگذاری SMA در تجهیزاتی که همزمان برای PV، BESS و Grid-Forming قابل استفاده هستند، با تغییر معماری شبکههای برق آینده هم راستا است.
اتوماسیون برای تولید تجهیزات چندمگاواتی
ابعاد تجهیزاتی که در این کارخانه ساخته میشوند نیز قابل توجه است PV Magazine .گزارش داده است که سیستمهای حمل خودکار و تجهیزات بالابر کارخانه قادرند کانتینرهای ۴۰ فوتی با وزن تا ۴۰ تن را در فضای تولید جابهجا کنند.
همچنین از رباتها و سیستمهای خودکار برای مونتاژ، پیچکاری و برخی مراحل حساس مربوط به تجهیزات Silicon Carbide استفاده میشود.
هدف از این سطح از اتوماسیون فقط افزایش تولید نیست؛ SMA خطوط کارخانه را بهگونهای طراحی کرده است که چند خانواده محصول بتوانند روی خطوط مشابه تولید شوند. برای نمونه، خطوطی که اکنون Power Blockهای DC-AC تولید میکنند، در آینده میتوانند تجهیزات DC-DC برای پروژههای Hybrid PV + Storage یا Power-to-Gas را نیز تولید کنند.
تولید ۶۰ گیگاوات تجهیزات به چه معناست؟
عدد ۶۰ گیگاوات ظرفیت سالانه نباید با ظرفیت یک نیروگاه اشتباه گرفته شود. این عدد به مجموع ظرفیت نامی تجهیزاتی اشاره دارد که کارخانه در صورت بهرهبرداری کامل قادر است طی یک سال تولید کند.
برای مقایسه ساده، اگر تمام این ظرفیت فقط به تجهیزاتی با توان ۵ مگاوات اختصاص پیدا میکرد، از نظر تئوری معادل تجهیزات تبدیل توان مورد نیاز برای حدود ۱۲ هزار واحد پنج مگاواتی بود.
البته در عمل کارخانه محصولات مختلف با توانها و کاربردهای متفاوت تولید خواهد کرد. این مقیاس نشان میدهد تولید تجهیزات الکترونیک قدرت در حال هماهنگ شدن با رشد پروژههای چندصد مگاواتی و حتی گیگاواتی خورشیدی و ذخیرهسازی انرژی است.
چرا این خبر برای صنعت انرژی مهم است؟
رشد انرژی تجدیدپذیر دیگر فقط به افزایش تعداد پنلهای خورشیدی وابسته نیست. هرچه ظرفیت PV و انرژی بادی افزایش پیدا کند، نیاز به مجموعهای از تجهیزات دیگر نیز بیشتر میشود: اینورترهای مگاواتی، PCS، BESS، ترانسفورماتورهای ولتاژ متوسط، EMS، تجهیزات Grid-Forming و سیستمهای کنترل شبکه.
SMA نیز در معرفی کارخانه جدید خود تأکید کرده است که چالش سیستم انرژی دیگر فقط «تولید بیشتر انرژی تجدیدپذیر» نیست، بلکه ایجاد زیرساختی است که بتواند این انرژی را به شبکه متصل، کنترل و پایدار کند. این موضوع را میتوان یکی از تغییرات مهم صنعت انرژی در سالهای اخیر دانست.
در نسل اول توسعه انرژی خورشیدی، تمرکز عمدتاً بر پنل و اینورتر بود. اما پروژههای جدید بهتدریج به یک سیستم یکپارچه تبدیل میشوند:
Solar + BESS + PCS + EMS + Medium Voltage + Grid Integration
و در برخی پروژهها، هیدروژن و بارهای بزرگی مانند دیتاسنترها نیز به این مجموعه اضافه میشوند. افتتاح کارخانه ۶۰ گیگاواتی SMA را میتوان نشانه ای از همین تغییر دانست؛ یعنی حرکت صنعت از تولید ساده برق تجدیدپذیر به سمت ساخت زیرساخت کامل مدیریت، تبدیل و ذخیره انرژی.
منبع: